专利名称：一种压铸生产信息监管系统及监管方法
技术领域：
本发明涉及一种信息监管系统及监管方法，特别是关于一种压铸生产信息监管系统及监管方法。
背景技术：
压力铸造技术是金属加工工艺中发展较快的一种铸造方法。液态金属在高速高压作用下射入紧锁的模具型腔内，并在保压条件下结晶凝固形成半成品或成品。压铸作为一种高效率、少切屑的先进精密成型技术，它与传统铸造技术相比，是一种年轻的铸造技术分支，目前已应用到各行各业中。随着信息技术的发展，压铸机作为最主要的压铸装备，其自动化水平也不断得到提高。然而如果把压铸生产线作为一个整体来考察，人们可以发现目前的压铸生产线多是独立的个体，彼此之间缺乏联系，不利于生产的集中监控和管理。同时随着通信技术的发展，实现现场设备网络化的趋势越来越明显，在这种背景下，提出了对压铸车间生产信息实现监管的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种有效地降低了人力成本，提高了压铸生产管理水平的压铸生产信息监管系统及监管方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:它包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元三部分；所述压铸生产单元包括若干压铸机，每一所述压铸机都设置有一数据采集装置和一工控机，每一所述工控机内均设置有一数据服务器和一网络通讯模块；每一所述数据采集装置采集与其连接的压铸机的开关量数据信息，并通过所述数据服务器存储，通过所述网络通讯模块向外传输；所述数据传输单元包括与每一所述网络通讯模块连接的一分支交换机，各所述分支交换机连接一总交换机；所述监控终端单元包括一监控终端，一设置在所述监控终端内的总网络通讯模块和一数据监管系统，所述总网络通讯模块连接所述总交换机，所述数据监管系统包括一权限判定模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一数据储存模块和一人机交互模块；所述权限判定模块用于判定用户的权限，所述数据采集模块通过所述数据传输单元得到所述压铸生产单元中每一压铸机的工作流程信息、行程开关信息和报警信息，将其中的报警信息发送给数据存储模块和人机交互模块，并将其中的工作流程信息和行程开关信息发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块对工作流程信息和行程开关信息进行处理后，形成的生产信息和状态信息，并发送给所述数据存储模块和人机交互模块；所述数据存储模块用于存储各种数据信息和数据调用，所述人机交互模块对各种数据进行显示、人机对话和现场数据输入。所述数据处理模块中包括产量累积判断模块和工作状态判定模块；所述产量累积判断模块用于统计各所述压铸机当前累计产量的生产信息；所述工作状态判定模块用于获取包括生产状态或停产两种状态和停产状态下的停机时间在内的状态信息。每一是网络通讯模块向外传输的由数据采集装置采集的数据信息上均设置有一网络标识。所述人机交互模块包括主界面、参数监控界面、报警界面、生产信息界面、历史报表界和报表曲线界面；所述主界面设置并显示各台压铸机的厂商、设备型号、吨位、当前日期信息；所述参数监控界面将各所述压铸机的工作流程信息和行程开关信息以图形化的方式显示出来；所述报警界面以表格的形式显示各所述压铸机的实时和历史报警信息；所述生产信息界面显示所述生产信息和状态信息；所述历史报表界面显示用户输入时间段内压铸机的数据信息，并以表格的形式供操作员查看；报表曲线界面显示用户输入时间段内压铸机的数据信息，并以曲线的形式供操作员查看。所述历史报表界面包括一数据信息单元、一查询开始时间单元、一查询结束时间单元和一输入间隔时间单元。上述一种压铸生产信息监管系统的监管方法，包括以下步骤:1)设置一压铸生产信息监管系统，其包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元的，所述监控终端单元的监控终端内设置有一数据监管系统，所述数据监管系统包括数据采集模块、数据处理模块、数据储存模块和人机交互模块，所述数据处理模块包括产量累积判断模块和工作状态判定模块；2)所述数据采集模块通过所述数据传输单元得到所述压铸生产单元中每一压铸机的工作流程信息、行程开关信息和报警信息，将其中的报警信息发送给数据存储模块和人机交互模块，并将其中的工作流程信息和行程开关信息发送给所述数据处理模块；3)所述数据处理模块通过其内的产量累积判断模块和工作状态判定模块，对工作流程信息和行程开关信息进行处理后，形成的生产信息和状态信息，并发送给所述数据存储模块和人机交互模块；所述数据存储模块用于存储各种数据信息和数据调用，所述人机交互模块对各种数据进行显示、人机对话和现场数据输入。所述步骤3)中，产量累积判断模块将工作流程信息和行程开关信息形成生产信息的过程包括以下步骤:1)初始化设置，将压铸件的生产流程的参数依次设置为送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3，并将al、a2和a3的初始值均设置为0，同时假设压铸机的当前累计产量为η ；2)产量累积判断模块接收数据采集模块发送的工作流程信息，当送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3依次由O变为1，则判定该压铸机生产了一个压铸件，此时压铸机的当前累计产量变为n+1 ;3)将送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3由I变为0，且将累计产量n=n+l，返回步骤2)，直至完成全部计划产量。所述步骤3)中，工作状态判定模块将工作流程信息和行程开关信息形成状态信息的过程包括以下步骤:1)为每一压铸机I分别设置一停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3，同时设置一个限定值作为生产状态和停产状态的界限；2)将停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3的初始值设置为0，假设压铸机最近生产一件压铸件完成的时刻为t0，当前时刻为tl ;3)判断tl-tO是否大于限定值，如果是，则进入步骤4);否则生产状态变量b2从O变为1，停产状态变量bl仍保持为0，工作状态判定模块122则判定压铸机I为“生产状态”，停机时间变量b3停止增加，返回步骤2) ；4)当tl-tO大于限定值，则停产状态变量bl从O变为1，生产状态变量b2仍保持为0，工作状态判定模块则判定压铸机I为“停产状态”，停机时间变量b3继续增加，直至生产状态变量b2从O变为1，返回步骤2)。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明由于将压铸车间的各压铸机分别通过数据传输连接设置在监控终端的数据监管系统，通过数据监管系统收集各压铸机的数据信息，并经过对数据信息进行处理后，进行存储和进行人机对话，因此不但满足了压铸车间信息集中监管的需求，有效地提高了自动化管理水平，而且有效地降低了人力成本，提高了压铸生产效率。2、本发明由于可以通过信息监管系统的数据处理模块对工作流程信息、行程开关信息进行处理，自动得到各压铸机的生产信息和状态信息，并随时对系统存储的各种信息进行调用，因此有效地节省了统计生产信息的人工成本，并且可以更好地保证了生产信息统计的准确性及时性。3、本发明由于可以通过信息监管系统的人机交互模块，实时调用和显示车间压铸机生产的各种信息，因此不但可以使压铸车间的管理人员能够在第一时间了解车间各压铸机的信息，并对车间现场出现的紧急情况迅速做出反应。本发明可以广泛的用于压铸机生产车间的信息监管过程中。
图1是本发明结构示意2是本发明数据监管系统组成示意3是本发明数据处理模块组成示意4是本发明生产信息界面统计压铸机产量的流程5是本发明状态信息界面判断停开机状态和计算停机时间的流程6是本发明人机交互模块组成示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元三部分。本发明的压铸生产单元包括若干台压铸机1，每一台压铸机I都设置有一数据采集装置2和一工控机3，每一工控机3内均设置有一数据服务器4和一网络通讯模块5。每一数据采集装置2负责采集与其连接的压铸机I的开关量数据信息，并通过与其连接的工控机3内的数据服务器4进行存储，且通过网络通讯模块5向外传输。每一网络通讯模块5向外传输的由数据采集装置2采集的数据信息上均设置有一网络标识，以识别是哪一台压铸机I的数据信息。本发明的数据传输单元包括与每一网络通讯模块5通过线缆连接的一分支交换机6，各分支交换机4通过线缆并联连接的一总交换机7。如图1、图2所示，本发明的监控终端单元包括一监控终端8，设置在监控终端8内的一总网络通讯模块9和一数据监管系统，总网络通讯模块9通过线缆连接总交换机6。数据监管系统包括一权限判定模块10、一数据采集模块11、一数据处理模块12、一数据储存模块13和一人机交互模块14。其中:权限判定模块10根据不同用户名和密码判定用户的权限是属于系统管理员权限还是普通用户权限，系统管理员权限可以对人机交互模块14中的数据进行修改或设定，并可以清零相应数据；普通用户权限只限查看人机交互模块14中的相关信息。
数据采集模块11作为程序客户端，通过上述数据传输单元访问各台工控机3的数据服务器4，得到包括工作流程信息、行程开关信息和报警信息(压铸机内置信息)的数据信息，将其中的报警信息发送给数据存储模块13和人机交互模块14 ;并将其中的工作流程信息和行程开关信息发送给数据处理模块12，由数据处理模块12处理后形成的生产信息和状态信息发送给数据存储模块13和人机交互模块14，数据存储模块13用于存储各种数据和数据的调用。如图3所示，数据处理模块12中包括产量累积判断模块121和工作状态判定模块122。其中:如图4所示，产量累积判断模块121用于统计各台压铸机I的生产信息，统计过程包括以下步骤:I)初始化设置，将压铸件的生产流程的参数依次设置为送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3，并将al、a2和a3的初始值均设置为0，同时假设压铸机I的当前累计产量为η ;2)产量累积判断模块121接收数据采集模块11发送的工作流程信息，当送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3依次由O变为1，则判定该压铸机I生产了一个压铸件，此时压铸机I的当前累计产量变为n+1 ；3)将送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3由I变为0，且将n=n+l，返回步骤
2)，如此循环，直至完成全部计划产量。为了确定各班次生产数量可以在规定的时间点，对压铸件的累计产量进行清零。如图5所示，工作状态判定模块122用于获取状态信息，其包括对生产和停产两种状态信息进行判定，同时统计在停产状态下的停机时间，具体的操作过程包括以下步骤:I)为每一台压铸机I分别设置一停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3，同时设置一个限定值作为生产状态和停产状态的界限；限定值是根据现场情况人为设置的，比如10 20分钟；2)将停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3的初始值设置为0，假设压铸机I最近生产一件压铸件完成的时刻为to，当前时刻为tl ；当前时刻tl是指采集信息的时刻，每次采集信息的时间间隔与数据监管系统CPU的采集频率有关，一般为几毫秒；3)判断tl-tO是否大于限定值，如果是进入步骤4);否则生产状态变量b2从O变为1，停产状态变量bl仍保持为0，工作状态判定模块122则判定压铸机I为“生产状态”，停机时间变量b3停止增加，返回步骤2)；4)当tl-tO大于限定值，则停产状态变量bl从O变为1，生产状态变量b2仍保持为0，工作状态判定模块122则判定压铸机I为“停产状态”，停机时间变量b3继续增加，直至生产状态变量b2从O变为1，返回步骤2)。上述数据处理模块12中的产量累积判断模块121和工作状态判定模块122，将得到的生产信息和状态信息按照数据监管系统内设置的时间间隔，发送给数据存储模块13和人机交互模块14进行数据更新。如图6所示，人机交互模块14用于对各种数据进行显示、人机对话和现场数据输入，人机交互模块14包括主界面141、参数监控界面142、报警界面143、生产信息界面144、历史报表界145和报表曲线界面146。主界面141用于设置并显示各台压铸机I的厂商、设备型号、吨位、当前日期等信
肩、O参数监控界面142根据数据采集模块11发送的各台压铸机I的工作流程信息和行程开关信息，将其以图形化的方式显示出来。报警界面143根据数据采集模块11发送的各压铸机I的报警信息，以表格的形式显示实时的和历史的报警信息。生产信息界面144根据数据处理模块12生成的各台压铸机I相应的生产信息和状态信息，显示各台压铸机I单件时间、当前生产产品的名称、工单号、计划产量、开始时间、完成率、需要用时、结束时间等信息。其中:单件时间、当前生产产品的名称、工单号、计划产量和开始时间由系统操作员根据实际生产情况进行输入。完成率是累计产量与计划产量的比值，其根据数据处理模块12发送的生产信息中的累计产量和用户输入的计划产量来计算。需要用时是压铸机I从当前累计产量到完成计划产量还需要的时间，其操作方法包括以下步骤:I)用户输入压铸件计划产量和单件时间；2)接收数据处理模块12发送的累计产量；3)计算剩余产量:剩余产量=计划产量-累计产量；3)需要用时=剩余产量*单件时间。结束时间:某一批压铸件完成生产的时刻，开始时间与结束时间的间隔为生产时间。生产时间=单件时间X计划产量。由于压铸车间内压铸机24小时不间断生产，故结束时间=开始时间+生产时间。结束时间的计算方法包括以下步骤:I)用户输入单件时间、计划产量、开始时间；2)接收数据处理模块12发送的单件时间；3)计算生产时间:生产时间=单件时间X计划产量；4)计算结束时间:结束时间=开始时间+生产时间。历史报表界面145显示用户输入时间段内压铸机I的数据信息，并以表格的形式供操作员查看，其包括一数据信息单元、一查询开始时间单元、一查询结束时间单元和一输入间隔时间单元。用户在数据信息单元中需要选择的信息包括全部压铸机1、某一台压铸机I或某几台压铸机I。用户在查询开始时间单元、查询结束时间单元和输入间隔时间单元中可以分别输入查询的开始时间、结束时间和间隔时间。如操作员需了解“当前累计产量”这一生产信息的历史数据，其过程包括如下步骤:I)接收数据处理模块12发送的“当前累计产量”生产信息；2)用户在查询开始时间单元内输入查询开始时间，例如2012年I月I日；在查询输出时间单元输入查询结束时间，例如2012年2月I日；输入间隔时间，例如I小时(3600秒)。则历史报表界面将以表格的形式显示在2012年I月I日至2012年2月I日期间，以I小时为采集频率的“当前累计产量”变量数值，供用户查看。报表曲线界面146显示用户输入时间段内压铸机的数据信息，并以曲线的形式供操作员查看，其中横坐标为时间，纵坐标为变量值。如操作员需了解“当前累计产量”这一生产信息的历史数据，其过程如下:
I)接收数据处理模块12发送的“当前累计产量”生产信息；2)用户在输入查询开始时间单元输入查询开始时间，例如2012年I月I日；输出查询结束时间，例如2012年2月I日；输入间隔时间，例如I小时(3600秒)。则报表曲线界面将以曲线的形式显示在2012年I月I日至2012年2月I日期间，以I小时为采集频
率的“当前累计产量”变量数值曲线，供操作员查看。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的组成、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:它包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元三部分； 所述压铸生产单元包括若干压铸机，每一所述压铸机都设置有一数据采集装置和一工控机，每一所述工控机内均设置有一数据服务器和一网络通讯模块；每一所述数据采集装置采集与其连接的压铸机的开关量数据信息，并通过所述数据服务器存储，通过所述网络通讯模块向外传输； 所述数据传输单元包括与每一所述网络通讯模块连接的一分支交换机，各所述分支交换机连接一总交换机； 所述监控终端单元包括一监控终端，一设置在所述监控终端内的总网络通讯模块和一数据监管系统，所述总网络通讯模块连接所述总交换机，所述数据监管系统包括一权限判定模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一数据储存模块和一人机交互模块； 所述权限判定模块用于判定用户的权限，所述数据采集模块通过所述数据传输单元得到所述压铸生产单元中每一压铸机的工作流程信息、行程开关信息和报警信息，将其中的报警信息发送给数据存 储模块和人机交互模块，并将其中的工作流程信息和行程开关信息发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块对工作流程信息和行程开关信息进行处理后，形成的生产信息和状态信息，并发送给所述数据存储模块和人机交互模块；所述数据存储模块用于存储各种数据信息和数据调用，所述人机交互模块对各种数据进行显示、人机对话和现场数据输入。
2.如权利要求1所述的一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:所述数据处理模块中包括产量累积判断模块和工作状态判定模块；所述产量累积判断模块用于统计各所述压铸机当前累计产量的生产信息；所述工作状态判定模块用于获取包括生产状态或停产两种状态和停产状态下的停机时间在内的状态信息。
3.如权利要求1所述的一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:每一是网络通讯模块向外传输的由数据采集装置采集的数据信息上均设置有一网络标识。
4.如权利要求2所述的一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:每一是网络通讯模块向外传输的由数据采集装置采集的数据信息上均设置有一网络标识。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:所述人机交互模块包括主界面、参数监控界面、报警界面、生产信息界面、历史报表界和报表曲线界面； 所述主界面设置并显示各台压铸机的厂商、设备型号、吨位、当前日期信息；所述参数监控界面将各所述压铸机的工作流程信息和行程开关信息以图形化的方式显示出来；所述报警界面以表格的形式显示各所述压铸机的实时和历史报警信息；所述生产信息界面显示所述生产信息和状态信息；所述历史报表界面显示用户输入时间段内压铸机的数据信息，并以表格的形式供操作员查看；报表曲线界面显示用户输入时间段内压铸机的数据信息，并以曲线的形式供操作员查看。
6.如权利要求5所述的一种压铸生产信息监管系统，其特征在于:所述历史报表界面包括一数据信息单元、一查询开始时间单元、一查询结束时间单元和一输入间隔时间单元。
7.如权利要求1 6任一项所述系统的一种压铸生产信息监管方法，包括以下步骤: I)设置一压铸生产信息监管系统，其包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元的，所述监控终端单元的监控终端内设置有一数据监管系统，所述数据监管系统包括数据采集模块、数据处理模块、数据储存模块和人机交互模块，所述数据处理模块包括产量累积判断模块和工作状态判定模块； 2)所述数据采集模块通过所述数据传输单元得到所述压铸生产单元中每一压铸机的工作流程信息、行程开关信息和报警信息，将其中的报警信息发送给数据存储模块和人机交互模块，并将其中的工作流程信息和行程开关信息发送给所述数据处理模块； 3)所述数据处理模块通过其内的产量累积判断模块和工作状态判定模块，对工作流程信息和行程开关信息进行处理后，形成的生产信息和状态信息，并发送给所述数据存储模块和人机交互模块；所述数据存储模块用于存储各种数据信息和数据调用，所述人机交互模块对各种数据进行显示、人机对话和现场数据输入。
8.如权利要求7所述的一种压铸生产信息监管方法，其特征在于:所述步骤3)中，产量累积判断模块将工作流程信息和行程开关信息形成生产信息的过程包括以下步骤: 1)初始化设置，将压铸件的生产流程的参数依次设置为送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3，并将al、a2和a3的初始值均设置为O，同时假设压铸机的当前累计产量为η ； 2)产量累积判断模块接收数据采集模块发送的工作流程信息，当送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3依次由O变为I，则判定该压铸机生产了一个压铸件，此时压铸机的当前累计产量变为n+1 ； 3)将送料变量al、增压变量a2和顶前变量a3由I变为O，且将累计产量n=n+l，返回步骤2)，直至完成全部计划产量。
9.如权利要求7或8所述的一种压铸生产信息监管方法，其特征在于:所述步骤3)中，工作状态判定模块将工作流程信息和行程开关信息形成状态信息的过程包括以下步骤: O为每一压铸机I分别设置一停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3，同时设置一个限定值作为生产状态和停产状态的界限； 2)将停产状态变量bl、一生产状态变量b2和一停机时间变量b3的初始值设置为O，假设压铸机最近生产一件压铸件完成的时刻为tO，当前时刻为tl ； 3)判断tl-tO是否大于限定值，如果是进入步骤4);否则生产状态变量b2从O变为1，停产状态变量bl仍保持为0，工作状态判定模块122则判定压铸机I为“生产状态”，停机时间变量b3停止增加，返回步骤2)； 4)当tl-tO大于限定值，则停产状态变量bl从O变为1，生产状态变量b2仍保持为0，工作状态判定模块则判定压铸机I为停产状态，停机时间变量b3继续增加，直至生产状态变量b2从O变为1，返回步骤2)。
全文摘要
本发明涉及一种压铸生产信息监管系统及监管方法，其特征在于它包括压铸生产单元、数据传输单元和监控终端单元；压铸生产单元包括若干压铸机，每一压铸机都设置有数据采集装置和工控机，每一工控机内均设置有数据服务器和网络通讯模块；每一数据采集装置采集与其连接的压铸机的开关量数据信息，并通过数据服务器存储，通过网络通讯模块向外传输；数据传输单元包括与每一网络通讯模块连接的分支交换机，各分支交换机连接总交换机；监控终端单元包括监控终端，设置在监控终端内的总网络通讯模块和数据监管系统，总网络通讯模块连接总交换机，数据监管系统包括权限判定模块、数据采集模块、数据处理模块、数据储存模块和人机交互模块。本发明可以广泛的用于压铸机生产信息监管过程中。
文档编号G05B19/418GK103197646SQ201310116800
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者李培杰, 何良菊, 杨达康 申请人:清华大学